The thesis focuses on the design of a floating fiber reinforced concrete structure. The main purpose was to reduce the weight of an existing concrete structure using ultra-high performance fiber reinforced concrete. The existing structure is a floating fish farm in Norway named as Salmon Home #1 which comprises of a cylindrical shell, a ring beam, and a conical shell. The weight of this structure is 29457.3kg. By using Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete, the structure was redesigned replicating the loading conditions for the original structure. The cylindrical shell was designed as hollow section with Styrofoam inside it to provide enough buoyant force for floating. The ring beam has prestressing cables to counter the thrust applied when the structure will be placed in water and during cleaning. Buckling analysis was performed for the conical shell as the cone. The hoop stresses and shear strengths were also verified to be in the acceptable limit. The report also includes the hydrostatic stability analysis for the structure. The weight of redesigned structure came as 20811.6kg which means a weight reduction of 29.35% without any loss of the strength. Since the structure is fiber reinforced concrete, so, no longitudinal or shear reinforcement has been provided.

La tesi si concentra sulla progettazione di una struttura galleggiante in calcestruzzo fibrorinforzato. Lo scopo principale era quello di ridurre il peso di una struttura galleggiante in calcestruzzo utilizzando calcestruzzo fibrorinforzato ad altissime prestazioni. La struttura esistente è un allevamento ittico galleggiante in Norvegia chiamato Salmon Home #1 che comprende un guscio cilindrico, una trave ad anello e un guscio conico. Il peso della struttura esistente è di 29457.3 kg. Utilizzando il calcestruzzo fibrorinforzato ad altissime prestazioni, la struttura è stata ridisegnata replicando le condizioni di carico per la struttura originale. Il guscio cilindrico è stato progettato come sezione cava con polistirolo al suo interno per fornire una forza di galleggiamento sufficiente per il galleggiamento. La trave ad anello è dotata di cavi di precompressione per contrastare la spinta applicata quando la struttura sarà posta in acqua e durante la pulizia. L'analisi di instabilità è stata eseguita per il guscio conico come cono. È stato inoltre verificato che le sollecitazioni del cerchio e le resistenze al taglio rientrino nel limite accettabile. Il rapporto include anche l'analisi della stabilità idrostatica della struttura. Il peso della struttura ridisegnata è stato di 20811,6 kg, il che significa una riduzione del peso del 29,35% senza alcuna perdita di forza. Poiché la struttura è in calcestruzzo fibrorinforzato, non sono state previste armature longitudinali o a taglio.

Design of floating concrete structure using ultra high performance concrete (UHPC)

Farooq, Fraz
2020/2021

Abstract

The thesis focuses on the design of a floating fiber reinforced concrete structure. The main purpose was to reduce the weight of an existing concrete structure using ultra-high performance fiber reinforced concrete. The existing structure is a floating fish farm in Norway named as Salmon Home #1 which comprises of a cylindrical shell, a ring beam, and a conical shell. The weight of this structure is 29457.3kg. By using Ultra High-Performance Fiber Reinforced Concrete, the structure was redesigned replicating the loading conditions for the original structure. The cylindrical shell was designed as hollow section with Styrofoam inside it to provide enough buoyant force for floating. The ring beam has prestressing cables to counter the thrust applied when the structure will be placed in water and during cleaning. Buckling analysis was performed for the conical shell as the cone. The hoop stresses and shear strengths were also verified to be in the acceptable limit. The report also includes the hydrostatic stability analysis for the structure. The weight of redesigned structure came as 20811.6kg which means a weight reduction of 29.35% without any loss of the strength. Since the structure is fiber reinforced concrete, so, no longitudinal or shear reinforcement has been provided.
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
7-ott-2021
2020/2021
La tesi si concentra sulla progettazione di una struttura galleggiante in calcestruzzo fibrorinforzato. Lo scopo principale era quello di ridurre il peso di una struttura galleggiante in calcestruzzo utilizzando calcestruzzo fibrorinforzato ad altissime prestazioni. La struttura esistente è un allevamento ittico galleggiante in Norvegia chiamato Salmon Home #1 che comprende un guscio cilindrico, una trave ad anello e un guscio conico. Il peso della struttura esistente è di 29457.3 kg. Utilizzando il calcestruzzo fibrorinforzato ad altissime prestazioni, la struttura è stata ridisegnata replicando le condizioni di carico per la struttura originale. Il guscio cilindrico è stato progettato come sezione cava con polistirolo al suo interno per fornire una forza di galleggiamento sufficiente per il galleggiamento. La trave ad anello è dotata di cavi di precompressione per contrastare la spinta applicata quando la struttura sarà posta in acqua e durante la pulizia. L'analisi di instabilità è stata eseguita per il guscio conico come cono. È stato inoltre verificato che le sollecitazioni del cerchio e le resistenze al taglio rientrino nel limite accettabile. Il rapporto include anche l'analisi della stabilità idrostatica della struttura. Il peso della struttura ridisegnata è stato di 20811,6 kg, il che significa una riduzione del peso del 29,35% senza alcuna perdita di forza. Poiché la struttura è in calcestruzzo fibrorinforzato, non sono state previste armature longitudinali o a taglio.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/179826